Materiāliem ir cieta, šķidra un gāzes forma. Katra no šīm formām ir pazīstama kā matērijas fāze. Katrā tās fāzē vielas daļiņas izturas ļoti atšķirīgi. Viela var mainīties no vienas fāzes uz citu, izmantojot tā saukto fāzes pāreju. Šīs fāžu pārejas galvenokārt ir temperatūras izmaiņu rezultāts.
Ciets
Kad materiāls atrodas cietā fāzē, molekulas ir cieši saistītas. Parasti cietās vielas forma un tilpums ir fiksēts. Spēki, kas piesaista daļiņas viens otram, ir īpaši spēcīgi cietās daļās, turot tos cieši kopā noteiktās pozīcijās. Tas palīdz novērst cietās vielas sadalīšanos vai saspiešanu. Cieta materiāla blīvums palielinās zemākā temperatūrā. Jo temperatūra ir vēsāka, jo vājākas ir daļiņu vibrācijas, liekot tām saspiesties vēl ciešāk. Cietās vielas var klasificēt kā kristāliskas, daļiņas izvietotas cieši ģeometriskos modeļos, vai arī tās var klasificēt kā amorfas cietās vielas. Kristāli amorfās cietās daļās, piemēram, mālā, ir sakārtoti brīvāk un nejaušāk, ļaujot mainīt materiāla formu.
Šķidrums
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
Šķidrajā fāzē daļiņām, kas veido vielu, ir lielāka pārvietošanās brīvība. Šī kustība tiek panākta, daļiņām iegūstot siltumenerģiju. Šķidruma formu nosaka tā trauka forma. Kaut arī šķidrumā esošās daļiņas nav sasietas tik cieši kā cietās daļiņas, šķidras vielas nevar saspiest. Šķidrās daļiņas ir enerģiskākas par cietajām daļiņām un var pārvietoties, bet tikai noteiktā attālumā no citām daļiņām. Joprojām ir pievilcības spēks, kas tos brīvi tur kopā. Tā kā šķidrumā daļiņas atrodas tālāk, vielas šķidruma fāzē tilpums ir lielāks nekā cietā fāzē.
Gāze
•••YuriyS / iStock / Getty Images
Gāzes formu un tilpumu nosaka tās tvertnes forma un tilpums. Tomēr, atšķirībā no cietas vielas, gāze izplūst, ja uz tās tvertnes nav vāka. Gāzē esošajām daļiņām ir liela pārvietošanās brīvība, un tām nav sakārtota izkārtojuma. Tas ir tāpēc, ka spēki, kas piesaista šīs daļiņas viens otram, ir vāji vai nav gāzes fāzē. Gāzes daļiņām ir liela kinētiskā enerģija, kas nepārtraukti tiek nodota starp daļiņām, tām pārvietojoties un saduroties.
Pāreja
•••mbudley / iStock / Getty Images
Fāžu pārejas notiek temperatūras izmaiņu dēļ, lai gan tās ietekmē arī atmosfēras spiediens. Cieta viela kļūst par šķidrumu, kad to sasilda līdz tās kušanas temperatūrai, kur siltums daļiņām dod pietiekami daudz enerģijas, lai atbrīvotu to struktūru un kļūtu par šķidrumu. Viršanas temperatūrā siltums šķidrumā daļiņām dod pietiekami daudz enerģijas, lai šķidruma virsmā esošie varētu izkļūt no struktūras un iztvaikot, pārvietojoties gaisā kā gāze. Zems atmosfēras spiediens ļauj šķidrumiem vārīties zemākā temperatūrā. Lai gāze kļūtu par šķidrumu, tai jābūt pietiekami atdzisušai, lai daļiņas zaudētu enerģiju un kondensētos; veidojot saites pietiekami cieši, lai turētu šķidru formu. Lai šķidrums kļūtu par cietu vielu, tam ir jāsasalst tā, lai daļiņām būtu ļoti maz enerģijas, un tās savelk kopā ļoti ciešas saites.